电动机控制装置与进行从直流电力向交流电力的电力变换的电力变换器连接，控制使用所述交流电力驱动的交流电动机的驱动，具备：载波生成部，其生成载波；载波频率调整部，其调整所述载波的频率；和门控信号生成部，其使用所述载波来对与转矩指令相应的电压指令进行脉冲宽度调制，生成用于控制所述电力变换器的动作的门控信号，所述载波频率调整部调整所述电压指令与所述载波的相位差，以使得减少对应于在所述交流电动机通电的d轴电流和所述交流电动机的旋转速度而在所述交流电动机的转子的磁铁产生的涡电流损失。磁铁产生的涡电流损失。磁铁产生的涡电流损失。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机控制装置、机电一体组件、发电机系统、升压转换系统以及电动车辆系统
[0001]本专利技术涉及电动机控制装置、机电一体组件、发电机系统、升压转换系统以及电动车辆系统。
技术介绍
[0002]电动汽车、混合动力汽车中所用的驱动用的电动机谋求大输出以及高转矩响应。因此，一般用逆变器驱动利用了保持强力的能量的稀土类的烧结磁铁的永磁铁式旋转电机(以下称作电动机)。逆变器通过PWM(脉冲宽度调制)控制将来自直流电源的直流电压变换为任意的电压/频率的线间电压(交流电压)，对电动机进行可变速驱动。例如，在考虑电动汽车中的使用的情况下，在市区行驶中，电动机集中在比较小的负载侧，在超车、汇流时的加速以及高速道路的行驶中，需要在大的负载侧进行高输出，进而，在坡度急的上坡，需要低速且大转矩。如此地，在电动汽车用的电动机中，由于电动机的负载对应于行驶状态频繁变化，电动机的发热量也发生变化，因此，电动机持续进行温度变化。而且，若电动机的磁铁温度为高温且在电动机以弱磁通电流为给定的电流以上进行通电，就会发生永磁铁不再产生原本的磁通的不可逆减磁。其结果，电动机的转矩特性发生变化，行驶的控制变得困难。
[0003]在专利文献1中提出了一种电动机驱动系统，检测遵循PWM控制控制的电动机电流的脉动电流宽度，并设定脉动电流宽度的基准值，基于这些比较来控制PWM控制中所用的载波的频率，由此实现用于将脉动电流宽度维持在适合水平的载波频率的反馈控制。由此，防止开关次数增大所导致的电力损失的增大，且防止交流电动机中的磁铁温度上升所导致的减磁发生。r/>[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2009
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11028号公报
技术实现思路
[0007]专利技术要解决的课题
[0008]在专利文献1记载的技术中，存在在伴随开关频率的提升等变更的情况下逆变器的开关损失增大的课题。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本专利技术的电动机控制装置与进行从直流电力向交流电力的电力变换的电力变换器连接，控制使用所述交流电力进行驱动的交流电动机的驱动，具备：载波生成部，其生成载波；载波频率调整部，其调整所述载波的频率；和门控信号生成部，其使用所述载波来对与转矩指令相应的电压指令进行脉冲宽度调制，生成用于控制所述电力变换器的动作的门控信号，所述载波频率调整部调整所述电压指令与所述载波的相位差，以使得减少对应于在所述交流电动机通电的d轴电流和所述交流电动机的旋转速度而在所述交流电动机的转
子的磁铁产生的涡电流损失。
[0011]本专利技术的机电一体组件具备：电动机控制装置；所述电力变换器，其与所述电动机控制装置连接；所述交流电动机，其通过所述电力变换器驱动；和齿轮，其传递所述交流电动机的旋转驱动力，所述交流电动机、所述电力变换器以及所述齿轮成为一体构造。
[0012]本专利技术的发电机系统具备：电动机控制装置；所述电力变换器，其与所述电动机控制装置连接；所述交流电动机，其通过所述电力变换器驱动；和引擎系统，其与所述交流电动机连接。
[0013]本专利技术的升压转换系统具备：电动机控制装置；所述电力变换器，其与所述电动机控制装置连接；所述交流电动机，其通过所述电力变换器驱动；和升压转换器，其将所述直流电力的电压升压。
[0014]本专利技术的电动车辆系统具备：电动机控制装置；所述电力变换器，其与所述电动机控制装置连接；和所述交流电动机，其通过所述电力变换器驱动，所述电动车辆系统使用所述交流电动机的旋转驱动力来行驶。
[0015]专利技术的效果
[0016]根据本专利技术，能抑制逆变器的开关损失，且能防止电动机的不可逆减磁的产生。
附图说明
[0017]图1是具备本专利技术的一实施方式所涉及的电动机控制装置的电动机驱动系统的整体结构图。
[0018]图2是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的电动机控制装置的功能结构的框图。
[0019]图3是本专利技术的第1实施方式所涉及的载波频率调整部的框图。
[0020]图4是本专利技术的第1实施方式所涉及的电压相位误差运算部的框图。
[0021]图5是本专利技术的基准电压相位运算的概念图。
[0022]图6是表示使调制波与载波的相位差变化的情况下的电压波形的关系的图。
[0023]图7是表示使调制波与载波的相位差变化的情况下的U相交流电压的谐波分量的图。
[0024]图8是表示调制波/载波相位差与d轴电流和的关系的图。
[0025]图9是表示d轴电流和的运算过程的流程图。
[0026]图10是表示调制波/载波相位差与d轴电流和、q轴电流和以及相电流和的关系的图。
[0027]图11是表示本专利技术的第3实施方式所涉及的电动机控制装置的功能结构的框图。
[0028]图12是本专利技术的第3实施方式所涉及的电流指令生成部的框图。
[0029]图13是表示调制波/载波相位差与d轴电流和、q轴电流和以及相电流和的关系的图。
[0030]图14是本专利技术的第4实施方式中的机电一体组件的外观立体图。
[0031]图15是本专利技术的第5实施方式中的发电机系统的结构图。
[0032]图16是本专利技术的第6实施方式中的升压转换系统的结构图。
[0033]图17是本专利技术的第7实施方式中的混合动力车辆系统的结构图。
具体实施方式
[0034][第1实施方式][0035]以下使用附图来说明本专利技术的第1实施方式。
[0036]图1是具有本专利技术的一实施方式所涉及的电动机控制装置的电动机驱动系统的结构图。电动机驱动系统100具有电动机控制装置1、电动机2、逆变器3、高压蓄电池5、电流检测部7、旋转位置检测器8。
[0037]对电动机控制装置1从旋转位置检测器8输入电动机2的旋转位置θ。此外，从安装于电动机2的温度传感器52输入表征电动机2的转子中的磁铁的温度的磁铁温度Tmag。进而，从电流检测部7输入分别表征流过电动机2的三相的交流电流的Iu、Iv、Iw，由图示省略的上位控制装置输入转矩指令T*。电动机控制装置1根据这些输入信息来生成用于控制电动机2的驱动的门控(gate)信号，并输出到逆变器3。由此，控制逆变器3的动作，控制电动机2的驱动。另外，关于电动机控制装置1的细节，之后进行说明。
[0038]逆变器3具有逆变器电路31、PWM信号驱动电路32以及平滑电容器33。PWM信号驱动电路32基于从电动机控制装置1输入的门控信号来生成用于控制逆变器电路31所具有的各开关元件的PWM信号，并输出到逆变器电路31。逆变器电路31具有与U相、V相、W相的上臂以及下臂分别对应的开关元件。通过遵循从PWM信号驱动电路32输入的PWM信号分别控制这些开关元件，来将从高压蓄电池5供给的直流电力变换为交流电力，并输出到电动机2。平滑电容器33将从高压蓄电池5供给到逆变器电路31的直流电力平滑化。
[0039]高压蓄电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机控制装置，与进行从直流电力向交流电力的电力变换的电力变换器连接，控制使用所述交流电力进行驱动的交流电动机的驱动，所述电动机控制装置的特征在于，具备：载波生成部，其生成载波；载波频率调整部，其调整所述载波的频率；门控信号生成部，其使用所述载波来对与转矩指令相应的电压指令进行脉冲宽度调制，生成用于控制所述电力变换器的动作的门控信号，所述载波频率调整部调整所述电压指令与所述载波的相位差，以使得减少对应于在所述交流电动机通电的d轴电流和所述交流电动机的旋转速度而在所述交流电动机的转子的磁铁产生的涡电流损失。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述载波频率调整部基于所述d轴电流和所述交流电动机的旋转速度来决定用于减少所述涡电流损失的载波相位差，使用所决定的所述载波相位差来调整所述载波的相位，由此调整所述相位差。3.根据权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，所述载波频率调整部基于所述交流电动机的旋转速度来提取电角1周期相应量的所述d轴电流，对于所提取的电角1周期相应量的所述d轴电流计算所述d轴电流的各谐波的平方与其阶数的平方之积的合计值、或所述d轴电流的各谐波与其阶数之积的合计值、或所述d轴电流的各谐波的平方的合计值、或所述d轴电流的各谐波的合计值的任一者，并基于该合计值来决定所述载波相位差。4.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述载波频率调整部具有预先存储用于减少所述涡电流损失的载波相位差的存储区域，通过使用存储于所述存储区域的所述载波相位差调整所述载波的相位，来调整所述相位差。5.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述电动机控制装置通过从检测所述磁铁的温度的温度传感器取得所述磁铁的温度的检测结果，或基于所述交流电动机的感应电压的温度依赖性推定所述磁铁的温度，来取得所述磁铁的温度，所述载波频率调整部在所述磁铁的温度超过给定温度时进行所述相位差的调整。6.根据权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，在所述磁铁的温度比所述给定温度低的情况下，将所述相位差设定为预先确定的给定的值。7.根据权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，在所述磁铁的温度比所述给定温度高的情况下，基于所述交流电力的电压相对于所述直流电力的电压的比来使所述交流电力的电压变化。8.根据权利要求7所述的电动机控制装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：原崇文，伊藤诚，高桥晓史，安岛俊幸，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：
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